混凝土現(xiàn)澆樓板裂縫原因研究和防治措施

1、混凝土現(xiàn)澆樓板裂縫原因研究和防治措施摘要：混凝土建筑工程裂縫問(wèn)題，是長(zhǎng)期困擾工 程技術(shù)人員的一大技術(shù)難題。近年來(lái)，隨著新技術(shù)、新材料 的應(yīng)用日趨增多，混凝土裂縫問(wèn)題影響到人們的生活和生 產(chǎn)，是迫切需要解決的技術(shù)難題。本文就混凝土現(xiàn)澆樓板裂 縫原因及防治措施進(jìn)行了分析，結(jié)合了實(shí)際的工程實(shí)例，從 溫度和混凝土脆性、施工工藝以及溫度應(yīng)力三個(gè)方面對(duì)裂縫 原因作了詳細(xì)分析，并提出了有效的溫度控制和防止裂縫的 措施，以期能為類似的裂縫防治提供參考借鑒。關(guān)鍵詞：混凝土現(xiàn)澆樓板；裂縫；原因分析；防治措施當(dāng)前，不論是框架結(jié)構(gòu)的工業(yè)建筑還是民用住宅樓中， 現(xiàn)澆混凝土樓板的工程也是越來(lái)越多。但是由于長(zhǎng)期以來(lái)對(duì) 混凝

2、土裂縫問(wèn)題認(rèn)識(shí)上的偏差，或重視程度不夠，混凝土產(chǎn) 生裂縫現(xiàn)象十分普遍。顯然，混凝土的裂縫問(wèn)題已經(jīng)成為嚴(yán) 重困擾著混凝土樓板施工質(zhì)量的首要問(wèn)題。因此，為了保障 混凝土現(xiàn)澆樓板的施工質(zhì)量，就要在采取相應(yīng)有效的措施防 治混凝土裂縫的問(wèn)題。本文就混凝土現(xiàn)澆樓板裂縫原因及防 治措施進(jìn)行了分析，通過(guò)對(duì)裂縫原因作詳細(xì)分析，提出了一 些溫度控制和防止裂縫的措施，以期能為類似的裂縫防治提 供參考借鑒。1工程概述某工程共建住宅樓12幢，釆用框架混凝土結(jié)構(gòu)，室內(nèi) 無(wú)分隔墻，全部為現(xiàn)澆板，基礎(chǔ)采用混凝土灌注樁?？⒐を?yàn) 收時(shí)，尚未發(fā)現(xiàn)明顯的裂縫現(xiàn)象，住戶陸續(xù)購(gòu)房進(jìn)行裝修時(shí), 發(fā)現(xiàn)樓板裂縫，遂向質(zhì)量監(jiān)督站投訴。裂縫位置主

3、要有樓板 縫和板角縫兩類，其中位于板角處的裂縫占絕大多數(shù)，約占 總數(shù)的90%,其縫寬一般在0. 10加m。主要是由溫差、結(jié) 構(gòu)、構(gòu)造等引起的。2裂縫的原因分析2.1從溫度、混凝土脆性等方面分析混凝土中產(chǎn)生裂縫有多種原因，主要是溫度和濕度的變 化，混凝土的脆性和不均勻性，以及結(jié)構(gòu)不合理，原材料不 合格（如堿骨料反應(yīng)），模板變形，基礎(chǔ)不均勻沉降等。從 該工程樓板裂縫情況來(lái)看，裂縫產(chǎn)生的原因可歸納為以下幾 個(gè)方面：引起裂縫的首要原因是混凝土的收縮；溫度裂縫； 結(jié)構(gòu)體型突變及未設(shè)置必要的伸縮縫；板中正負(fù)受力鋼筋之 間有效高度不夠，使受力鋼筋的抗拉強(qiáng)度不能有效發(fā)揮，反 而加重了板上層混凝土的受壓應(yīng)力；施

4、工單位為趕進(jìn)度，在 現(xiàn)澆混凝土未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)即拆模，或板上施工堆載過(guò) 重，也導(dǎo)致板開裂，出現(xiàn)穿透性裂縫；板中預(yù)埋電線導(dǎo)管目 前大都采用pvc管；板件厚度不夠也是引起板裂縫的原因之o2. 2從施工工藝方面分析目前，施工企業(yè)的一線工人主要來(lái)自農(nóng)村，不熟悉工程 施工的主要工藝，對(duì)于混凝土澆灌的基本技術(shù)不精，不熟悉 建設(shè)質(zhì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，部分施工企業(yè)存在隨手轉(zhuǎn)包不講合理的 施工周期的現(xiàn)象。另外，隨著混凝土澆筑工藝升級(jí)換代，商 品混凝土逐步取代現(xiàn)場(chǎng)攪拌混凝土，澆注方式的變化要求現(xiàn) 場(chǎng)機(jī)械設(shè)備及操作工藝發(fā)生變革，但不少企業(yè)沿用傳統(tǒng)施工 方法，這些問(wèn)題都使現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板產(chǎn)生裂縫成為可 能。2. 3從溫度應(yīng)

5、力方面分析(1) 自生應(yīng)力：邊界上沒(méi)有任何約束或完全靜止的結(jié) 構(gòu)，如果內(nèi)部溫度是非線性分布的，由于結(jié)構(gòu)本身互相約束 而出現(xiàn)的溫度應(yīng)力。例如，橋梁墩身，結(jié)構(gòu)尺寸相對(duì)較大， 混凝土冷卻時(shí)表面溫度低，內(nèi)部溫度高，在表面出現(xiàn)拉應(yīng)力, 在中間出現(xiàn)壓應(yīng)力。(2) 約束應(yīng)力：結(jié)構(gòu)的全部或部分邊界受到外界的約 束，不能自由變形而引起的應(yīng)力。如箱梁頂板混凝土和護(hù)欄 混凝土。這兩種溫度應(yīng)力往往和混凝土的干縮所引起的應(yīng)力共 同作用。要想根據(jù)已知的溫度準(zhǔn)確分析出溫度應(yīng)力的分布、大小 是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工作。在大多數(shù)情況下，需要依靠模型試 驗(yàn)或數(shù)值計(jì)算?；炷恋男熳兪箿囟葢?yīng)力有相當(dāng)大的松馳， 計(jì)算溫度應(yīng)力時(shí)，必須考慮徐變

6、的影響，具體計(jì)算這里就不 再細(xì)述。3溫度的控制和防止裂縫的措施從分析材料來(lái)看，上述裂縫雖屬非結(jié)構(gòu)受力因素所引起 的，但現(xiàn)澆板裂縫既影響美觀，又容易使住戶產(chǎn)生心理上的 不安，而且裂縫不僅會(huì)影響抗?jié)B效果，也易造成水分侵蝕鋼 筋，影響使用耐久性。因此，針對(duì)上述裂縫產(chǎn)生的原因，提 出了一些防治措施，減輕溫度應(yīng)力可以從控制溫度和改善約 束條件兩個(gè)方面著手。3. 1控制溫度的措施：（1）采用改善骨料級(jí)配，用干硬性混凝土，摻混合料, 加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量；嚴(yán)格 控制砂的粒徑及含泥量?；炷劣蒙皯?yīng)采用中粗砂，如砂粒 過(guò)細(xì)，砂的含泥量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，不僅降低強(qiáng)度，也會(huì)使混凝土 產(chǎn)生裂縫，這是

7、因?yàn)槟嗟呐蛎浶源笥谒嗯蛎浶缘木壒?。?）嚴(yán)格控制板面負(fù)筋的保護(hù)層厚度。現(xiàn)澆板負(fù)筋一 般放置在支座梁鋼筋上面，與梁筋應(yīng)綁扎在一起，另外，采 用鐵架子或混凝土墊塊等措施來(lái)固定負(fù)筋的位置，保證在施 工過(guò)程中板面鋼筋不再下沉，從而可有效控制保護(hù)層，避免 支座處因負(fù)筋下沉，保護(hù)層厚度變大而產(chǎn)生裂縫，板的保護(hù) 層厚度不應(yīng)大于1. 5cm。（3）加強(qiáng)現(xiàn)澆板澆搗后的養(yǎng)護(hù)。混凝土養(yǎng)護(hù)是整個(gè)施 工過(guò)程中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)，忽視對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)，既會(huì) 降低混凝土的強(qiáng)度，又易使其在硬化過(guò)程中失水得不到及時(shí) 補(bǔ)償而產(chǎn)生裂縫，尤其在高溫下施工，更應(yīng)經(jīng)常澆水養(yǎng)護(hù)， 這樣既可減少溫度產(chǎn)生的裂縫，也可降低由于混凝土的收縮 而產(chǎn)

8、生的約束應(yīng)力，有效控制裂縫。同時(shí)，對(duì)水泥砂漿地面, 也要嚴(yán)格按施工順序操作，并加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，經(jīng)常使地面處于濕 潤(rùn)狀態(tài)，也能有效地抑制地面裂縫的產(chǎn)生。(4) 在板角增加輻射筋?，F(xiàn)澆板的四周在設(shè)計(jì)上都已 配置負(fù)筋，但針對(duì)絕大多數(shù)裂縫產(chǎn)生于板角這一現(xiàn)象，在板 角四周增設(shè)輻射筋，使產(chǎn)生裂縫的應(yīng)力作用方向與輻射筋相 一致，能有效地抑制裂縫，此外配筋較多時(shí)，相對(duì)來(lái)說(shuō)也能 明顯改善裂縫的產(chǎn)生或擴(kuò)展，根據(jù)裂縫距板角的距離，輻射 筋長(zhǎng)度為1.5m左右。(5) 嚴(yán)禁在現(xiàn)澆混凝土未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度之前拆摸，應(yīng) 規(guī)定合理的拆模時(shí)間，氣溫驟降時(shí)進(jìn)行表面保溫，以免混凝 土表面發(fā)生急劇的溫度梯度；(6) 平面布置上盡量減少凹凸現(xiàn)象

9、和設(shè)置必要的伸縮縫。平面轉(zhuǎn)角過(guò)多，即薄弱部位越多，而這些部位由于應(yīng)力 集中，往往是裂縫的多發(fā)區(qū)。3.2改善約束條件和防止裂縫的措施：改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，防止表 面干縮，特別是保證混凝土的質(zhì)量對(duì)防止裂縫十分重要，應(yīng) 特別注意避免產(chǎn)生貫穿裂縫，出現(xiàn)后要恢復(fù)其結(jié)構(gòu)的整體性 是十分困難的，因此施工中應(yīng)以預(yù)防貫穿性裂縫的發(fā)生為 主。在混凝土的施工中，為了提高模板的周轉(zhuǎn)率，往往要求 新澆筑的混凝土盡早拆模。當(dāng)混凝土溫度高于氣溫時(shí)應(yīng)適當(dāng) 考慮拆模時(shí)間，以免引起混凝土表面的早期裂縫。新澆筑早 期拆模，在表面引起很大的拉應(yīng)力，出現(xiàn)“溫度沖擊”現(xiàn)象。 在混凝土澆筑初期，由于水化熱的散發(fā)，表面

10、引起相當(dāng)大的 拉應(yīng)力，此時(shí)表面溫度亦較氣溫為高，此時(shí)拆除模板，表面 溫度驟降，必然引起溫度梯度，從而在表面附加一拉應(yīng)力， 與水化熱應(yīng)力迭加，再加上混凝土干縮，表面的拉應(yīng)力達(dá)到 很大的數(shù)值，就有導(dǎo)致裂縫的危險(xiǎn)，但如果在拆除模板后及 時(shí)在表面覆蓋一輕型保溫材料，如泡沫海棉等，對(duì)于防止混 凝土表面產(chǎn)生過(guò)大的拉應(yīng)力，具有顯著的效果。3.3為保證混凝土工程質(zhì)量，防止開裂，提高混凝土的 耐久性，正確使用外加劑也是減少開裂的措施之一。例如使 用減水防裂劑，筆者在實(shí)踐中總結(jié)出其主要作用為：(1) 混凝土中存在大量毛細(xì)孔道，水蒸發(fā)后毛細(xì)管中 產(chǎn)生毛細(xì)管張力，使混凝土干縮變形。增大毛細(xì)孔徑可降低 毛細(xì)管表面張力，

11、但會(huì)使混凝土強(qiáng)度降低。這個(gè)表面張力理 論早在六十年代就已被國(guó)際上所確認(rèn)。(2) 水灰比是影響混凝土收縮的重要因素，使用減水 防裂劑可使混凝土用水量減少25%o(3) 水泥用量也是混凝土收縮率的重要因素，摻加減 水防裂劑的混凝土在保持混凝土強(qiáng)度的條件下可減少15%的 水泥用量，其體積用增加骨料用量來(lái)補(bǔ)充。(4) 減水防裂劑可以改善水泥漿的稠度，減少混凝土 泌水，減少沉縮變形。(5) 提高水泥漿與骨料的粘結(jié)力，提高的混凝土抗裂 性能。(6) 混凝土在收縮時(shí)受到約束產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力 大于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)裂縫就會(huì)產(chǎn)生。減水防裂劑可有效的 提高的混凝土抗拉強(qiáng)度，大幅提高混凝土的抗裂性能。(7) 摻加

12、外加劑可使混凝土密實(shí)性好，可有效地提高 混凝土的抗碳化性，減少碳化收縮。(8) 摻減水防裂劑后混凝土緩凝時(shí)間適當(dāng)，在有效防 止水泥迅速水化放熱基礎(chǔ)上，避免因水泥長(zhǎng)期不凝而帶來(lái)的 塑性收縮增加。(9) 摻外加劑混凝土和易性好，表面易摸平，形成微 膜，減少水分蒸發(fā)，減少干燥收縮許多外加劑都有緩凝、 增加和易性、改善塑性的功能，我們?cè)诠こ虒?shí)踐中應(yīng)多進(jìn)行 這方面的實(shí)驗(yàn)對(duì)比和研究，比單純的靠改善外部條件，可能 會(huì)更加簡(jiǎn)捷、經(jīng)濟(jì)。3.4加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù)實(shí)踐證明，混凝土常見的裂縫，大多數(shù)是不同深度的表 面裂縫，其主要原因是溫度梯度造成寒冷地區(qū)的溫度驟降也 容易形成裂縫。因此說(shuō)混凝土的保溫對(duì)防止表面早期裂

13、縫尤 其重要。3.4.1從溫度應(yīng)力觀點(diǎn)出發(fā)，保溫應(yīng)達(dá)到下述要求：(1) 防止混凝土內(nèi)外溫度差及混凝土表面梯度，防止 表面裂縫。(2) 防止混凝土超冷，應(yīng)該盡量設(shè)法使混凝土的施工 期最低溫度不低于混凝土使用期的穩(wěn)定溫度。(3) 防止老混凝土過(guò)冷，以減少新老混凝土間的約束。 3. 4.2混凝土的早期養(yǎng)護(hù)，主要目的在于保持適宜的溫濕條件，以達(dá)到兩個(gè)方面的效果，一方面使混凝土免受不利 溫、濕度變形的侵襲，防止有害的冷縮和干縮。一方面使水 泥水化作用順利進(jìn)行，以期達(dá)到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度和抗裂能力。適宜的溫濕度條件是相互關(guān)聯(lián)的?；炷系谋卮胧┏３Ｒ灿斜竦男Ч?。從理論上分析，新澆混凝土中所含水分完全可以滿足水 泥水化的要求而有余。但由于蒸發(fā)等原因常引起水分損失， 從而推遲或防礙水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受 到這種不利影響。因此混凝土澆筑后的最初幾天是養(yǎng)護(hù)的關(guān) 鍵時(shí)期。4結(jié)束語(yǔ)綜上所述，混凝土結(jié)構(gòu)樓板裂縫是現(xiàn)代工程建設(shè)中普遍 存在的質(zhì)量通病，雖然學(xué)術(shù)界對(duì)